[实用新型]一种轴向多层流道叠加回流泵送机械密封结构

说明书

一种轴向多层流道叠加回流泵送机械密封结构，包括机械密封的动环和静环，动环的一侧为高压侧即上游，动环的另一侧为低压侧即下游，动环由依次叠合的密封环基体、顺流泵送层、回流泵送层和中间连通层组成，顺流泵送层端面是密封面，回流泵送层紧贴密封环基体，中间连通层位于顺流泵送层与回流泵送层之间，顺流泵送层上设有顺流泵送型槽、回流孔和密封坝，中间连通层设有连通孔，连通孔与回流孔相连通，回流泵送层上设有回流泵送型槽和集气槽，两相邻集气槽之间设有不开槽的密封堰，集气槽与连通孔相连通。本实用新型流体动压效应好、流体膜刚度大且泄漏量小，适用于高速操作条件。

技术领域

本实用新型涉及一种旋转式流体机械密封的机械端面密封结构，特别涉及一种由多层流道叠加以减小泄漏的机械密封结构，用于各种高速压缩机和高速泵等旋转机械的旋转轴密封。

背景技术

通过在密封端面开设各种流体动静压型槽以增强密封流体膜的动静压承载力，从而实现密封副的非接触运行已成为气体或液体润滑机械密封的常用技术。随着开槽端面机械密封在高速旋转机械中的应用，在一些输送有毒有害、易燃易爆介质的场合需要严格控制机械密封泄漏，以避免密封介质泄漏至外界环境而引起燃爆事故。欧洲专利EP0564153A1、美国专利US4645414和中国专利CN1215135A、CN1045851A等所提出的人字槽、八字槽密封端面结构都通过在顺流泵送型槽的基础上增设回流泵送型槽，利用回流泵送槽的上游泵送作用，将泄漏至低压侧的流体反泵回高压侧，从而实现减小泄漏的目的。但是，回流泵送型槽的设置使顺流泵送槽的发展空间受限，在一定程度上削弱了流体动压效应，也即在减小泄漏的同时使端面流体膜的承载力和流体膜刚度也有所降低。

以往采用激光打标、化学刻蚀或电镀的方法都只能在密封端面加工一层流体型槽，难以实现多层复杂流体流通通道的加工。近年来，3D打印技术兴起，特别是微纳尺度超高精度3D打印技术的发展，使得多层复杂流体通道的堆叠加工成为可能。

发明内容

为了改善现有带有回流泵送型槽的机械端面密封在高速条件下所存在的承载力和流体膜刚度不够大的不足，本实用新型提供一种流体动压效应好、流体膜刚度大且泄漏量小，适用于高速操作条件的轴向多层叠加流道叠加回流泵送机械密封结构。

本实用新型的技术方案是：

一种轴向多层流道叠加回流泵送机械密封结构，包括机械密封的动环和静环，所述动环的一侧为高压侧即上游，所述动环的另一侧为低压侧即下游，所述动环由依次叠合的密封环基体、顺流泵送层、回流泵送层和中间连通层组成，所述顺流泵送层端面是密封面，所述回流泵送层紧贴密封环基体，所述中间连通层位于顺流泵送层与回流泵送层之间，所述顺流泵送层上设有顺流泵送型槽、回流孔和密封坝，所述中间连通层设有连通孔，所述连通孔与回流孔相连通，所述回流泵送层上设有回流泵送型槽和集气槽，两相邻集气槽之间设有不开槽的密封堰，所述集气槽与连通孔相连通。

所述顺流泵送层中不开槽的密封坝位于下游侧，所述顺流泵送型槽位于上游侧，所述回流孔位于密封坝上。

所述顺流泵送层的厚度为1～200μm，优选值为5～30μm。

所述回流泵送层的厚度为0.1～2mm。

所述中间连通层的厚度为0.5～5mm。

本实用新型的工作原理是：